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전자회로실습 6. 전파 정류회로

"전자회로실습 6. 전파 정류회로"에 대한 내용입니다. 해당 자료는 예비 레포트로 4, 5페이지 [5. 측정값], [6. 검토 및 고찰] 내용은 기재하지 않았습니다.
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최초등록일 2025.08.22 최종저작일 2025.08
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전자회로실습 6. 전파 정류회로
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    • 📊 중간탭 변압기와 브리지형 정류회로의 구체적인 실험 방법 설명
    • 💡 실제 측정값과 그래프를 통한 실무적 학습 접근
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    소개

    "전자회로실습 6. 전파 정류회로"에 대한 내용입니다.
    해당 자료는 예비 레포트로 4, 5페이지 [5. 측정값], [6. 검토 및 고찰] 내용은 기재하지 않았습니다.

    목차

    1. 실험 개요 및 원리

    2. 실험방법
    1) 중간탭 변압기 전파 정류회로
    2) Bridge 형 전파 정류회로

    3. 주관식 문제
    1) 항복 전압에 대해 설명하시오.

    4. 시뮬레이션

    5. 측정값
    1) 중간 탭을 가진 변압기를 이용한 전파 정류회로
    2) 브리지형 전파 정류회로

    6. 검토 및 고찰

    본문내용

    1. 실험 개요 및 원리
    전파 정류회로는 입력 교류전압의 1주기 동안의 에너지를 모두 출력에 전달한다. 그러므로 출력에 전달되는 평균 전류는 반파 정류회로의 두 배가 된다.
    중간 탭을 가진 변압기를 이용한 전파 정류회로는 양의 반주기와 음의 반주기로 나누어지며, 정현파가 입력이 되면 각각의 반주기에서는 하나의 다이오드는 역방향 바이어스, 또 다른 다이오드는 순방향 바이어스로 동작하게 되어 정현파의 양의 부분과 음의 부분 모두 출력에 전달되기 때문에, 출력되는 전압의 파형은 주파수가 2배가 된다 중간 탭 변압기를 이용한 전파 정류회로는 2개의 다이오드가 반주기씩 동작하게 된다.
    Bridge형 전파 정류회로에서는 4개의 다이오드를 사용하여 구성한 Bridge회로에서 전류의 방향에 따라 D1, D4가 함께, D2, D3가 같은 방향의 전압이 걸린다. 한쪽에 순방향 전압이 걸리면 다른 한쪽에는 역방향 전압이 걸리는 방법으로 중간 탭 변압기와 같이 주파수가 2배가 되는 전파(full wave)가 출력에 전달된다.
    브리지 정류회로는 중간 탭 정류회로 보다 피크전압과 직류전압이 각각 2배이다. 다이오드를 2개 더 사용하지만 그 대신에 직류 출력전압이 2배로 보상된다.

    참고자료

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    • 1. 전파 정류회로의 원리
      전파 정류회로는 교류 신호를 직류로 변환하는 기본적이면서도 중요한 전자 회로입니다. 이 회로는 다이오드의 단방향 전도 특성을 이용하여 교류의 양의 반주기와 음의 반주기를 모두 활용함으로써 반파 정류보다 높은 효율을 제공합니다. 전파 정류회로는 산업용 전원 공급장치, 배터리 충전기, 전력 변환 시스템 등 다양한 응용 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 특히 출력 전압의 맥동을 줄이기 위해 필터 회로와 함께 사용될 때 더욱 효과적입니다. 다만 다이오드의 순방향 전압 강하로 인한 손실과 고조파 발생이 단점으로 작용할 수 있으므로, 이를 보완하기 위한 추가 회로 설계가 필요합니다.
    • 2. 중간 탭 변압기 전파 정류회로
      중간 탭 변압기를 사용한 전파 정류회로는 두 개의 다이오드만으로 전파 정류를 구현할 수 있는 효율적인 설계입니다. 변압기의 중간 탭에서 두 개의 동일한 전압이 생성되어 각각의 다이오드가 교대로 전도되므로 구조가 간단하고 비용 효율적입니다. 이 방식은 저전력 응용 분야에서 특히 유용하며, 회로의 단순성으로 인해 유지보수가 용이합니다. 그러나 중간 탭 변압기의 제조 복잡도 증가와 변압기 크기 증대라는 단점이 있으며, 고전력 응용에서는 브리지형 회로에 비해 효율성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 응용 분야의 특성과 요구사항을 고려하여 적절히 선택해야 합니다.
    • 3. 브리지형 전파 정류회로
      브리지형 전파 정류회로는 네 개의 다이오드를 사용하여 가장 효율적인 전파 정류를 구현하는 방식입니다. 이 회로는 변압기의 중간 탭이 필요 없으므로 변압기 설계가 단순하고, 동일한 출력 전압을 얻기 위해 더 낮은 변압기 정격을 사용할 수 있어 경제적입니다. 브리지형 회로는 높은 효율, 낮은 맥동, 우수한 전압 활용률 등의 장점으로 인해 현대의 대부분의 전원 공급장치에서 표준으로 채택되고 있습니다. 다만 네 개의 다이오드로 인한 비용 증가와 다이오드 손실이 중간 탭 방식보다 크다는 점이 있습니다. 전체적으로 성능과 경제성의 균형이 우수하여 산업용, 가정용 전자기기 등 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
    • 4. 다이오드의 항복전압
      다이오드의 항복전압은 역방향 바이어스 상태에서 다이오드가 급격한 전류 증가를 보이기 시작하는 전압값으로, 다이오드의 신뢰성과 안전성을 결정하는 중요한 파라미터입니다. 항복전압을 초과하면 다이오드가 손상되거나 과열되어 회로 전체에 악영향을 미칠 수 있으므로, 회로 설계 시 충분한 안전 마진을 고려하여 적절한 정격의 다이오드를 선택해야 합니다. 정류회로에서는 변압기의 2차 전압과 피크 전압을 고려하여 항복전압이 충분한 다이오드를 사용해야 하며, 과도 전압이 발생할 수 있는 환경에서는 보호 회로의 추가가 필요합니다. 다이오드의 항복전압은 제조 공정, 온도, 불순물 농도 등 여러 요인에 의해 영향을 받으므로, 신뢰성 있는 회로 설계를 위해서는 이러한 특성을 충분히 이해하고 고려해야 합니다.
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